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【壮丽70年 奋斗新时代】初心不改 践行治水梦想

时间:2019-12-12
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加高施工中的丹江口大坝
作者简介:
  汤元昌,1982年参加工作,1989年由中国水利水电基础工程局调入长江水利委员会汉江集团公司,先后任汉江集团公司副总工程师、汉江王甫洲水利水电总公司总工程师、汉江综合开发公司总工程师。2004年至今,负责南水北调中线水源公司工程建设,任南水北调中线水源公司副总经理、总工程师。
  2014年12月12日,我像往常一样来到丹江口水库大坝坝顶,极目远方,烟波浩渺,一库清水被“加宽长高”后的坝体稳稳地揽入怀中。当时间定格在14时32分,我知道,在不远处的陶岔取水口,闸门提起的瞬间,奔腾清澈的汉江水将一路北上,向世人宣布:南水北调中线工程正式通水。这是几代中国水利人的治水梦想,这也是我——一个普通的基层水利工作者为之奋斗一生、矢志不渝的追求。
       朝着梦想出发
  1982年,我从武汉水利电力学院水利水电工程建筑专业毕业后,分配到中国水利水电基础工程局工作,从事的第一项工程就是丹江口水利枢纽左岸土石坝防渗加固工程的施工。1989年正式调入丹江口水利枢纽管理局,从事丹江口防汛自备电厂、汉江王甫洲水利枢纽等多项工程的建设管理任务,一干就是三十多年。
2004年,组织找我谈话,委派我参与筹建南水北调中线水源公司并担任重要工作。这意味着,我将参加南水北调中线水源工程建设,这将是我从事水利事业的一次机遇和挑战。
  这是组织的信任,也是严峻的考验。这随之而来的重重压力让我清醒地意识到,前方的道路等待我的有艰难、有险阻。我为自己设定了“尊崇科学,实践第一”的原则,暗暗立下了“只许成功不许失败”的“军令状”。
  丹江口大坝加高工程是南水北调中线的关键性控制工程,也是目前国内最大的水利枢纽加高工程。其施工难度之大、技术要求之高、施工环境之复杂、安全生产之严峻,国内外罕见。
  与新建水利枢纽相比,丹江口大坝加高工程具有两大不同的属性:一是保证在原枢纽正常运行的情况下进行加高施工作业。二是在城市中进行大型水利枢纽施工。两大属性表现出五个特点:度汛标准高、施工难度大、建管体制复杂、安全形势严峻、影响工程建设的因素多。围绕这五个特点,我们必须去面对,并处理好诸多关系,如工程建设和枢纽安全度汛的关系、项目法人和枢纽运行单位的关系、工程进度与质量安全的关系、建设资金静态控制和动态管理的关系、培厚加高与老坝体缺陷检查处理的关系、传统工艺和科技创新的关系等。
       挑战新的高度
  2005年9月26日,丹江口大坝加高主体工程开工建设。
  在丹江口水利枢纽初期工程开工建设相隔47年后,这里又一次重现工程建设繁忙的场景。看着眼前这一切,我不禁感慨,当年十万大军云集工地的历史早已过去,随着中国水利工程建设的快速发展,引领我们勇攀新高峰的将是科技进步、技术创新的主旋律。
  大坝加高工程主要包括:混凝土坝培厚加高,左岸土石坝培厚加高及延长,新建右岸土石坝及董营副坝,改扩建升船机,金结及机电设备更新改造等。
  丹江口大坝加高,是在丹江口水利枢纽初期工程的基础上进行培厚加高和改造,被形象地称作“穿衣戴帽”。“穿衣”是指在原坝体下游面再浇筑培厚混凝土,使坝体变厚,即贴坡;“戴帽”是指在原坝上再浇混凝土,即加高。但这绝不是简单的新旧混凝土的叠加,坝体的“变宽”“长高”背后面临着无数亟待破解的难题。
  智慧在碰撞中迸发,共识在交流中凝聚。我与技术团队一同潜心研究制约大坝加高进程的新老混凝土结合质量控制问题,牵头提出了“五措施”“五控制”“五确保”质量保证法,充分利用各方科技力量,通过试验研究、科学论证,成功解决了大坝新老混凝土质量控制难题。首次在国内水利工程施工中大面积运用“键槽切割”,在老坝体形成键槽,确保了施工进度和结合面质量。闸墩植筋加固施工,满足了大坝加高规范要求。在国内首创绳锯超大体积切割法,解决了右岸转弯坝段反向变形问题,缩短了施工周期,填补了水利水电施工空白。高水头帷幕灌浆解决了枢纽正常运用条件下大坝基础处理难题,成为“十一五”国家科技支撑计划项目。
  大坝加高工程施工方案是工程施工成败的关键之一。我们在实施施工总体布置方案时,煞费苦心。原方案混凝土拌合系统、综合加工系统集中布置在左岸,砂石骨料加工系统集中布置在右岸,这样不利于施工队伍的选择,也不利于加快工程进度,且施工成本高。思来想去,我们组织设计技术人员多次踏勘现场,进行多方案比选和多次优化,最终确定为左、右岸分别独立布置的方案。该方案使施工系统相对独立,布置灵活,解决了场地紧张的问题,减小施工风险。更重要的是可使左、右岸形成独立的施工区,互不依赖,施工互不干扰,可同时由两个施工队伍来完成施工任务。实践证明,这一方案是最优的,不仅加快了进度,还节省工程投资近千万元。
  安全生产是我主要负责的工作之一。在工程建设期,“安全”二字始终如同利剑悬于头顶。
  大坝加高工程的施工环境太特殊了。加高施工与运行管理交叉、施工作业多层立体交叉、施工设备和运行设备交叉、施工人员与运行人员交叉、施工道路和城市交通道路交叉、施工作业船舶和地方商业船舶运行交叉、施工作业区和居民生活区交叉……纵横交错的一个一个点,织成了一张无形又有形的安全风险网。
  我们每天奔走在各个施工点进行“飞检”和巡查。建设安全管理体系,加强安全教育培训,严格奖惩机制,狠抓安全措施的落实,做好隐患排查与整改,从横到纵,为安全生产树起了一道铜墙铁壁的保护屏障。公司把安全生产向深度和广度推进,与施工单位签订安全生产责任书,结合“隐患治理年”“百日督察活动”,开展重大危险源和各种安全专项治理行动。我和工程部人员经常蹲守在施工现场,发现问题,现场解决,安全问题绝不过夜。
  2007年6月,大坝贴坡混凝土全线达到原坝顶高程。
  2009年6月,混凝土坝达到设计高程176.6米。
  2010年3月31日,随着最后一仓混凝土浇筑到顶,丹江口大坝加高主体工程完工。坝体以焕然一新的姿态整体达到176.6米的高程。
  2013年5月,溢流堰面加高全线达到设计高程,大坝加高任务全部完成。
  2013年8月29日,丹江口大坝加高工程一次性通过原国务院南水北调办组织的蓄水验收,水库具备蓄水条件。这标志着大坝加高工程圆满完成了既定任务目标,为实现下一步通水目标奠定了良好的基础。
  原国务院南水北调办副主任张野曾说,丹江口大坝加高工程是国内规模最大的大坝加高工程,在不影响大坝运行的情况下,完成了初期大坝混凝土缺陷检查处理和大坝加高工作,建设难度在大坝加高史上可谓世界之最。
  可以说,这是近十年来,中线水源公司全力以赴,克难攻坚,牢把质量、安全、进度、资金控制关,致力于把这一国内规模最大、技术难度最高的水利枢纽扩建工程建设成为经得起历史检验精品工程的生动实践。
  有人曾对我说:“汤总,坝加高了,水也通了,大功告成了。”其实,我心中还有一份暗自的期待,那就是丹江口大坝加高工程通过蓄水验收后,一直未经受高水位的考验,对于亲历工程的建设者来说,我特别希望能给它一份权威的大坝经历蓄水后运行性态安全的证明。因为这是对于建设者们倾心打造产品质量的检验,也是对我们高效严谨的工作与忠诚担当敬业精神的检验。
突如其来的秋汛
  2017年8月底,一场“华西秋雨”不期而至。8月份以来,受持续降雨影响,汉江发生2011年以来最大洪水,中下游干流宜城至汉川江段全线超警,12条中小河流发生超警以上洪水;丹江口水库连续出现了8次洪水过程,其中4次入库洪峰量级超过10000立方米每秒,最大为10月12日18时的18600立方米每秒;1至9月份水库累计来水量高达242亿立方米,较常年同期偏多1.8倍,最大30天洪水量175亿立方米,重现期约为10年。
  这场“甘霖”降落在水库,改变了丹江口大坝加高工程通过蓄水验收后来水持续偏枯的局面,使水库具备了蓄水试验的条件。
  事实上,即使在来水偏枯的年份,中线水源公司和汉江集团公司一直在为丹江口水库蓄水试验做准备工作。
  2015年,《丹江口水库蓄水试验研究报告》通过了水利部水利水电规划设计总院的审查;2016年,水利部在蓄水试验研究报告的批复中要求,加强组织,明确责任,细化工作要求,按照审查意见组织好蓄水试验相关工作。按照水利部要求,在长江委组织下,中线水源公司、汉江集团、长江勘测规划设计研究有限责任公司共同研究制定了《丹江口水库蓄水试验工作方案》。2017年上半年,按照长江防总下达的调度指令、年度水量调度计划以及长江委批复的计划发电流量等,对水库实施科学精细调度,水库水位由年初的154.54米逐步削落,3月11日最低降至152.29米,为蓄水做好腾库准备。我们按照丹江口水库蓄水工作方案,对蓄水工作组织分工,对164米和167米蓄水阶段工作计划进行了周密安排。为有效应对蓄水期间可能出现的紧急情况,我们还制定了《丹江口水库蓄水应急预案》并报送长江委防办,明确了蓄水突发事件分类分级应急处置责任主体、处置机构与职责、各类突发事件应急处置和保障措施。
  9月22日,丹江口水库蓄水试验工作正式启动。我们根据调度规程要求和历年来丹江口水库水情统计资料,选取了164.0米及167.0米两个阶段的水位,利用已布设的各类监测设施开展试验研究。
  蓄水期间,由于季节性气温变化、新老混凝土变形模量差异、混凝土温度边界条件变化等方面原因,新老混凝土结合状态、大坝变形、应力状态均处于调整阶段。通过蓄水试验检验初期大坝缺陷处理效果,了解新老混凝土结合面的实际状况,利用水库水位上升阶段工程安全监测数据,分析推测水位进一步上升后加高工程运行工作状况,评价大坝加高工程的安全性,为确保工程安全、防洪安全和供水安全提供技术支撑。
吹响“蓄水”集结号
  历史上,大禹“三过家门而不入”的千古佳话代表着治水人的精神和美德。今天,我看到了身边每一个治水人都有着这样的精神和美德。正是因为我们都有着同样的期盼,才能在这一重要的时刻,传承升华水利精神。
  为统筹做好蓄水试验工作,长江委成立了蓄水工作领导小组,下设办公室和督导组,现场成立技术协调组、调度组、工程监测组、工程巡查组、库区巡查监测组、安全分析组、陶岔组、应急处置组,做好蓄水现场各项工作,保证各项工作有序推进。同时,制定了《丹江口水利枢纽安全监测管理办法》《丹江口水库蓄水巡视检查管理办法》等制度。
  我作为蓄水试验工作现场总负责以及应急处置组的组长,与这支临时组建的“军队”并肩作战。
  然而战斗堡垒却没有“临时”二字,各小组成员各司其职,作风硬朗。
  工程监测组、工程巡查组、库区巡查组三个前方组发现异常情况后,及时报告本组组长,由组长报告领导小组值班组长,再召集技术协调组、安全分析组及相关专业组和部门,召开技术分析会议,会商确定处置方案。方案明确后,各相关单位和部门按处置方案和相应程序组织实施。需应急处置的,由应急处置组按应急处置方案即时开展工作。
  初期,大坝加高工程总计布设2600余个监测点。在蓄水期间,我们增加加密监测频次:自动化监测每天4次,垂直位移观测每天1次,水平位移观测每天1次,渗流观测每天1次,内观仪器两天1次,强震监测在当日资料分析后报送结论意见……
  高频次的监测弥补了大坝高水位下安全数据的空白。各项监测数据和巡查日报于次日12时之前汇总,并及时报送长江勘测规划设计研究有限责任公司进行甄别及整编分析,整编成果实时提交给水利部大坝安全管理中心进行评价分析,分别形成蓄水评估报告,保证了监测数据采集、整编与分析评估工作及时、系统、准确、可靠。
  自9月份开始,蓄水试验工作相关人员全部集中,一直到11月初蓄水试验工作完结。整整两个月,60多个日日夜夜,大家工作在一起,吃住在一起,留下无数令人感动的时刻。
       征战蓄水高程
  长江勘测规划设计研究有限责任公司、水利部大坝安全管理中心分别对监测资料进行了系统分析,提交了《丹江口水库蓄水试验报告》《丹江口水利枢纽大坝安全监测系统分析与大坝安全性态综合评估报告》。两报告均认为,丹江口大坝及陶岔枢纽有关大坝稳定、应力、变形、渗流等重要安全监测数据均在设计允许范围之内,大坝工作状态平稳,大坝总体工作性态正常,具备正常运行条件。
9月23日9时,丹江口水库水位达到初期工程坝顶高程162米,我们的心也跟着提到了嗓子眼儿。虽然选取试验的是164米、167米两级水位,但162米新老坝体结合部是我心中关注的重点风险部位第一步考验。
  “水位继续上升后,162米老坝顶与加高混凝土的水平结合面是否会出现渗漏?”疑问在我忐忑而充满期待的内心反复出现。
  162.05米、162.20米、162.50米……
  水位不断上升,加高坝体开始挡水,考验大坝加高施工质量、止水效果的时刻到了。在水位上升过程中,我们每天对162米廊道进行4次以上的巡查,观察有无渗漏现象。经过反复巡查,全面排查,水位上升全过程水平结合面无渗水,结合部的施工质量、止水效果经受住了考验,我心中长吁了一口气。
  从事水利工程事业近40年,我对自己干过的工程、攻克的项目充满自信。但是,自信的前提是预判而不是运气,是清醒而不是盲目。蓄水试验启动以来,除了晚上睡觉的几个小时外,其他时间我基本都蹲守在大坝上。白天拉网式检查,晚上组织各个工作组召开碰头会,每天晚上一碰头,每天晚上一研判,并布置第二天的重点工作。
  记不清多久没回过家了,年近六旬的我,两天两夜没睡觉却能保持充足的精力,只记得嗓子哑到无法言语,开会时只能用肢体语言来替代,我时常感叹,时间怎么这么快……
  9月27日20时,丹江口水库水位突破防洪限制水位163.5米,达到水库蓄水试验设置的第一阶段水位164(±0.5)米。这一水位要求保持5天以上,以便做好观测,取得有效数据。工程监测组和工程巡查组依据相关工作要求,有序开展现场观测和巡查工作。我们汇总各监测项目的所有观测数据,及时提交给长江勘测规划设计研究有限责任公司和水利部大坝安全管理中心进行分析研判。
  长江勘测规划设计研究有限公司、水利部大坝安全管理中心相继于10月3日提交了大坝工作性态的评估结论。一致认为:164米水位下大坝总体工作性态正常,具备进一步蓄水条件,可进入167米阶段的蓄水试验工作。
  此时,又一次洪峰量级超过10000立方米每秒的洪水涌入库中,我们迅速投入到下一阶段的战役。
  多少个不眠之夜,我们挑灯夜战,计算分析;多少次的测量,监测人的“智慧眼”以加密的频次扫描坝体诊断“健康”;多少次的现场踏勘,各巡检组负责人钻廊道、爬边坡、登坝体、巡库周,采集信息,及时分析,发现隐患,立行立改。我们用理论指导实践,用实践读取数据,用数据分析事实,这与我“尊崇科学,实践第一”的初心不谋而合。
  10月4日清晨,一通急促的电话声打断了紧张的工作节奏。
  “汤总,我们在巡查中发现162米高程廊道31号坝段观测房顶板出现漏水……”现场人员汇报声中略显慌乱。
  “先不要慌,注意观察,我马上就到。”放下电话,我直奔162米廊道,察看漏水部位情况,转身又来到坝顶,观察周边情况,发现机组流道通气孔与漏水部位很近。经查图核对,混凝土厚度只有两米。经初步研判,水来自通气孔,原因应该是漏水部位的这一仓混凝土浇筑欠密实所致。心中大致有数后,我让技术人员立即向通气孔投放高锰酸钾进行验证判断。试验人员高兴地向我报告,漏水中有高锰酸钾成份。我说,好,我们的判断是正确的。原因找到了,恐慌消除了,接下来我和设计人员沟通讨论,决定先期对顶板进行表面浅层防渗处理,保证不影响蓄水工作的进行。漏水止住了,后期我们按设计要求做好了处理工作。
  10月18日6时,丹江口水库水位升至166米。10月24日,库水位升至166.60米。10月29日2时,库水位被准确地控制在167米——水库水位的历史新高。而且,丹江口水利枢纽经历166.5米以上水位长达18天,充分保证了167米水位期间安全监测数据采集的有效性和工作状态分析。
  蓄水试验顺利实现目标。此刻,现场所有人的脸上都洋溢着兴奋和自豪。
  2018年7月10日至11日,水利部组织专家召开丹江口水库蓄水试验报告审查会,对《丹江口水库蓄水试验总结报告》和《丹江口水利枢纽大坝安全监测资料系统分析与大坝安全性态综合评估报告》进行了审查。审查意见为:一、蓄水试验内容、工作范围和试验方案基本符合水利部批复要求,试验工作全面完成,试验目标已经实现,达到了预期效果;二、丹江口水利枢纽工程经受了历史最高水位167.00米的考验,大坝总体工作性态正常;三、同意丹江口水利枢纽具备正常运行条件的结论意见。
  时任中央政治局常委、国务院副总理汪洋对丹江口水库大坝加高后首次167米高水位运用作出重要批示:“十分不易,应予表扬。”
我的欣慰与期待
  一组数字浓缩了工程建设成果:坝顶高程从162米加高到176.6米,正常蓄水位由157米提高到170米,库容从174.5亿立方米增加到290.5亿立方米,增加库容116亿立方米,增幅超过60%。按照170米正常蓄水位标准,汉江中下游的防洪能力将由目前的20年一遇提高到近百年一遇。
  丹江口水利枢纽工程效益不以单纯的数字为依据,最终要以人民的利益来检验。
  截至2018年7月底,丹江口水利枢纽共拦蓄洪峰流量大于10000立方米每秒的洪水92次,避免了12次下游民垸分洪和34次杜家台滞洪区分洪,减免损失达620亿元。
  供水效益突显。南水北调中线一期工程通水以来,惠及北京、天津、石家庄、郑州等沿线19座大中城市,沿线5310万居民喝上了甘冽的“南水”。
  北京、天津等受水区利用“南水”加快了对当地地下水水源的置换,已压减地下水开采量逾8亿立方米。北京市利用“南水”每天向城市河湖补水17至26万立方米,增加水面面积约550公顷,城市河湖水质明显改善。多年来超采严重的密云、怀柔、顺义等水源地,地下水水位下降趋势得到了遏制。天津市在通水后地下水位累计回升0.17米。河南省14座城市地下水位回升,其中郑州市回升3.03米,许昌市回升约2.6米。
  生长在新中国,我是幸运的。我亲历了我国水利水电事业的蓬勃发展,亲历了施工技术的进步,亲历了大国重器南水北调工程的建设过程。回顾近四十载水利生涯,我为当初那个18岁小伙子无悔的选择而自豪,为自己没有辜负光阴而欣慰,为这一生能从事水电事业而骄傲!
  治水未有穷期。丹江口水利枢纽工程将以越来越显著的战略支点地位和作用造福于世人,而无数和我一样拥有治水梦的水利人将保持着这份初心,以永远在路上的奋发姿态勇敢前行。
作者:汤元昌 编辑: